JPS589861B2

JPS589861B2 - ジドウヘンソクキノセイギヨソウチ

Info

Publication number: JPS589861B2
Application number: JP50045819A
Authority: JP
Inventors: 橋本方直; 鈴木孝明
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1975-04-17
Filing date: 1975-04-17
Publication date: 1983-02-23
Also published as: JPS51121659A; US4046033A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は自動車等の流体式トルクコンバータに直結用摩
擦係合装置が並設される自動変速機の制御装置に関する
ものである。

従来自動変速機はエンジンからの動力を流体式トルクコ
ンバータを介して常時変速歯車装置の方へ伝達させ、ト
ルクコンバータのダンピング効果を利用してクラッチ装
置により動力を一旦遮断させなくても衝撃の少ない状態
で変速し得るようにし、かつトルク増大作用により低速
時の加速性能を向上するようになっている。

しかるにトルクコンバータのポンプインペラ、タービン
ランナおよびステータの間には常時すべりを生じており
、このため機械際なクラッチ装置に比べて動力伝達効率
が悪く燃費やエンジンブレーキの効きがあまり良くない
という問題があった。

それでこの問題を解消するためトルクコンバータに直結
クラッチを並設し、変速時やトルク増大作用時のように
トルクコンバータの性能が必要な場合にのみトルクコン
バータを用い、このとき以外の比較的高速の定速走行時
には直結クランチにより効率の高い状態で動力を伝達す
ることが考えられている。

しかしトルクコンバータと直結クラッチをこのような趣
旨に基づいて制御する場合に、手動式では操作が大変わ
ずらわしく活用の度合いが個人差によって異なり、電気
式の場合は自動変速機の他のクラッチやブレーキを作用
する油圧式の変速制御回路に対して別個に電気制御回路
が必要になり、構造が複雑化し、信頼性にも欠ける等の
欠点がある。

本発明はこのような点に着目し、トルクコンバータや直
結クラッチのような直結用摩擦係台装置の制御系を油圧
式の変速制御回路に一体的に組込み、車両走行状態によ
りトルクコンバータでのトルク増大作用が行われなくな
ると直結用摩擦係合装置を作用させ、この直結用摩擦係
合穏置が作用している状態において低速段と高速段の変
速が行われる場合は、その変速時新たに係合作用するク
ラッチやブレーキの摩擦係合装置のサーボへの油圧を減
圧制御して係合する時期を少し遅らせ、その間に減圧制
御しない作動用の油圧を用いて直結用摩擦係合装置をそ
のサーボの排圧により解放してトルクコンバータによる
動力伝達状態に切換え、摩擦係合装置がサーボの油圧上
昇により係合作用すると、その直後にサーボへの減圧し
た油圧を更に減圧制御した油圧を用いて直結用摩擦係合
装置を作用させ、直結用摩擦係合装置による動力伝達状
態に戻すようにした自動変速機の制御装置を提供するこ
とにある。

すなわち本発明によれば、シフト弁と変速用摩擦係合装
置との間に設けられている減圧手段の両側に、変速時に
差圧が生じることを利用し、この差圧にインターロック
弁を応動させて変速時には直結用摩擦係合装置のサーボ
の油圧を解放する。

変速用摩擦係合装置が係合してから所定時間経過までは
直結用摩擦係合装置をなお解放状態に維持するために、
減圧手段のサーボ装置側とインターロック弁の制御ポー
トとの間にはオリフイスが設けられる。

以下に本発明を図面の実施例により説明する。

第１図において本発明が適用される自動変速機はエンジ
ン１からの出力軸２がトルクコンバータ３と直結クラッ
チ４を介して変速歯車装置入力軸５に連結され、その入
力軸５がフロントクラッチ６を介して中間軸７に連結さ
れると共にリャクラッチ８を介して他の中間軸９に連結
され、これらの中間軸７，９がプラネタリギャユニット
２０を介して出力軸１０に連結されている。

プラネタリギャユニット２０はシンプソン型を成し中間
軸９に共に形成されるサンギャ２１，２２、ピニオン２
３，２４、ピニオン２３，２４を回転自在に軸支するキ
ャリャ２５，２６、出力軸１０とキャリャ２６に結合す
るリングギャ２７および中間軸７に結合するリングギャ
２８からなり、サンギャ２１．２２と一体的なりャクラ
ッチ８のドラム８ａにフロントブレ−キ１１が設けられ
、キャリャ２５にリャブレーキ１２が設けられる。

こうして直結クラッチ４が解放されているとエンジン１
からの動力がトルクコンバータ３のみにより入力軸５の
方に伝達され、直結クラッチ４が係合作用するとその動
力がトルクコンバータ３と直結クラッチ４の両者により
、伝達されるが、トルクコンバータ３の方が伝達効率が
悪いため主として直結クラッチ４により機械的に伝達さ
れる。

入力軸５の動力はフロントクラッチ６の作用により更に
中間軸７を介してプラネタリギャユニット２０のリング
ギャ２８に入力され、この状態でリャブレーキ１２の作
用によりキャリャ２５がロックされると出力軸１０にギ
ヤ比の最も大きい低速回転が出力されて第１速になる。

まだフロントブレーキ１１の作用により両サンギャ２１
．２２がロックされると出力軸１０は増速されて第２速
になり、リャクラッチ８の作用により入力軸５の動力が
サンギャ２１．２２にも入力されるとプラネタリギャユ
ニット２０は一体化してその動力がそのまま出力軸１０
に出力され最も高速の第３速になる。

なお入力軸５の動力がりャクラッチ８の作用により、中
間軸９を介してサンギャ２１．２２の方に入力された状
態でリャブレーキ１２の作用によりキャリャ２５がロッ
クされると、ピニオン２３により出力軸１０が逆転して
後進速の状態になる。

次いで第２図によりこのようなクラッチ４，６，８やブ
レーキ１１．１２を作用する制御装置について説明する
と、油溜３０の油がオイルポンプ３１により汲み上げら
れた後に圧力調整弁３２により所定の油圧に調圧して手
動弁３３に導かれるようになっている。

手動弁３３の出口側の油路３４はフロントクラッチ６を
作用するサーボＣに接続され、油路３５が１−２シフト
弁６０に接続されている。

１−２シフト弁６０からの油路３６がリャブレーキ１２
を作用するサーボ１２′に接続され、油路３７が２−３
シフト弁７０に接続さね、その２−３シフト弁７０から
の油路３Ｂ，３９がそれぞれフロントブレーキ１１を作
用するサーボ１１′とりャクラッチ８を作用するサーボ
ぎに接続されている。

また１−２シフト弁６０からの油路３７より分岐した油
路４０が直結弁８０に接続され、その直結弁８０からの
油路４１がインターロック弁９０に接続され、インター
ロック弁９０からの油路４２が直結クラッチ４を作用す
るサーボ４′に接続さねている。

まだ手動弁３３からの油圧はガバナ弁４３に導かれて車
速に対応したガバナ圧を発生し、スロットル弁４４に導
かれて気化器絞り弁開度に対応したスロットル圧を発生
するようになっており、ガバナ弁４３からのガバナ圧が
油路４５ないし４７によりそれぞれ両シフト弁６０．７
０と直結弁８０の一方に供給され、スロットル弁４４か
らのスロットル圧が油路４８ないし５０によりそれぞ減
両シフト弁６０．７０と直結弁８０の他方にガバナ圧と
対向して供給される。

１−２シフト弁６０は一方にばね６１を付勢するスプー
ル６２、油路４５，３７，３５，３６，４８に接続する
ポート６３ないし６７およびドレンポー｝６８，６９か
ら成り、低速時ガバナ圧が小さい場合はばね６１の力と
スロットル圧によりスプール６２を左側に移動して、ボ
ー｝６５，６６により油路３５と３６を連通ずると共に
ポート６４の油路３７，４０をドレンポート６８に連通
し、車速の上昇によりガバナ圧が大きくなるとスフール
６２を右側に移動して、ポート６４．６５により油路３
５と３７．４０を連通ずると共にポート６６の油路３６
をドレンポート６９に連通ずる。

２−３シフト弁７０は一方にばね７１を付勢するスプー
ル７２、油路４６，３９，３７，３８．４９に接続する
ポート７３ないし７７およびドレンポート７８，７９か
ら成り、１−２シフト弁６０と同じように車速と共にガ
バナ圧が比較的小さい場合はスプール７２を左側に移動
して、ボー｝７５，７６により油路３７と３８を連通ず
ると共にポート７４の油路３９をドレンポート７８に連
通し、車速が非常に大きくなりそのガバナ圧によりスプ
ール７２を右側に移動すると、ポート７４．７５により
油路３７と３９を連通ずると共にポート７６の油路３８
をドレンポート７９に連通ずる。

直結弁８０は一方にばね８１を付勢するスプール８２、
油路４７，４１，４０，５０に接続するポート８３ない
し８６、ドレンポート８７から成り、前述の両シフト弁
６０．７０の場合と同じように車速に対応しだガバナ圧
と絞り弁開度に対応したスロットル圧との関係により、
車速と共にガバナ圧が小さい場合はスプール８２が右側
に移動してポート８５の油路４０を遮断すると共にポー
ト８４の油路４１をドレンポート８７に連通し、車速が
大きい状態において車速と絞り弁開度との関係がトルク
コンバータ３の速度比を一定にするような条件を満たす
と、スプール８２が左側に移動しドレンポート８７を閉
じてポート８４，８５により油路４０と４１を連通ずる
。

一方前述の２−３シフト弁７０から第２速用のサーボ１
１′に至る油路３８の途中には、並列接続されるオリフ
イス１００とチェック弁１０１、アキュムレータ１０２
がサーボ１１′に供給される油圧を減圧制御するように
設けられ、これらの２−３シフト弁側とサーボ側に油路
１０３と１０４が減圧しない油圧と減圧した油圧をそれ
ぞれ取り出すように設けられる。

また２−３シフト弁７０から第３連用のサーポぎに至る
油路３９の途中にも同じように、並列接続されるオリフ
イス１０５とチェック弁１０６、アキュムレータ１０７
がサーボぎに供給される油圧を減圧制御するように設け
られ、これらの２−３シフト弁側とサーボ側に油路１０
８と１０９が減圧しない油圧と減圧した油圧をそれぞれ
取り出すように設けられる。

そして２−３シフト弁側の油路１０３と１０８、サーボ
側の油路１０４と１０９がそれぞれ方向切換弁１１０，
１１１と油路１１２，１１３を介してインターロック弁
９００両側に対向して油圧を作用するように接続され、
油路１１３の方にのみサーボ側の油路１０４または１０
９の減圧された油圧を更に減圧するオリフイス１１４と
１１５が並列接続される。

そこでインターロック弁９０は両側にばね力の等しいば
ね９１．９２をそれぞれ付勢するスプール９３、油路１
１２，４２，４１，１１３に接続するポート９４ないし
９７およびドレンポー＋９８から成り、油路１１２，１
１３からポー｝９４．９７に供給される油圧が共に零か
または等しい場合はスプール９３が図のよう々中央に位
置して、ドレンポート９８を閉じると共にポート９５，
９６により油路４１と４２を連通し、ポート９４の油圧
の方が大きい場合はスプール９３を右側に移動してポー
ト９６の油路４１を遮断すると共にポート９５の油路４
２をドレンポート９８に連通ずる。

このように構成された本発明の制御装置の作用を第３図
と第４図を用いて説明する。

なお第３図は車速と気化器絞り弁開度とにより設定され
る周知の変速線図である。

第３図においてａ線は１−２変速線、Ｃ線は２−３変速
線、ｂ線は直結クラッチ４０制御線である。

すなわちａ線より左側の領域は第１速、ａ績とＣ線との
間の領域は第２速、Ｃ線より右側の領域は第３速をそれ
ぞれ表わし、またｂ線より左側の領域では直結クラッチ
４は解放状態であり、ｂ線より右側の領域では直結クラ
ッチ４は係合状態に維持される。

前進変速域において手動弁３３により作動用の油圧が、
油路３４を介してサーボ６一に供給されフロントクラッ
チ６を係合作用すると共に油路３５にも供給され、ガバ
ナ弁４３からの車速に対応したガバナ圧と、スロットル
弁４４からの気化器絞り弁開度に対応したスロットル圧
が、両シフ｝６０．７０と直結弁８０にそれぞれ供給さ
れる。

そこで低速時ガバナ圧が極めて小さい場合は１−２シフ
ト弁６０により油路３５と３６が連通して油路３５の油
圧がそのま＼サーボ１２一に供給され、これにより直ち
にリャブレーキ１２が作用して自動変速機は第１速状態
になる。

このとき油路４０は１−２シフト弁６０のドレンポート
６８に連通して油圧が供給されないため、直結弁８０や
インターロック弁９０の動作に関係なくサーボ４′は排
圧状態になって直結クラッチ４を解放する。

次いで車速と共にガバナ圧が大きくなって車速と絞り弁
開度との関係が第３図の第１速と第２速の変速点を定め
る曲線ａの条件を満たすようになると、１−２シフト弁
６０のスプール６２が右側に移動してサーボ１２′の油
圧はドレンポート６９から排出され、リャブレーキ１２
の解放により第１速状態が解除される。

そして今度は油路３５の油圧が油路３７の方に導かれ、
このとき２−３シフト弁７０のスプール７２は依然とし
て左側に位置して油路３７と３８を連通しているため、
油路３７の油圧が更に油路３８を介してサーボ１１′に
供給され、これによりフロントブレーキ１１が作用して
第２速に変速される。

この変速時油路３７の油圧は油路４０にも供給されるが
、車速と絞り弁開度の関係が第３図の曲線ｂのようなト
ルクコンバータ速度比一定な条件を満たしておらず、直
結弁８０によりその油路４０が遮断されているため、直
結クラッチ４は解放し続ける。

次いでこの第２速において車速と絞り弁開度の関係が第
３図の曲線ｂの条件を満たすと、直結弁８０のスプール
８２が左側に移動して油路４０の油圧が油路４１の方に
導かれる。

このとき既に前述の第１速から第２速への変速時から任
意の時間が経過しており、油路３８のオリフィス１００
、アキュムレータ１０２や油路１１３のオリフイス１１
４０前後には油圧差を生じていないため、油路３８から
油路１０３、方向切換弁１１０、油路１１２を介してイ
ンターロック弁９０のポート９４に供給される油圧と、
油路１０４、方向切換弁１１１、油路１１３を介してそ
のポート９７に供給される油圧は等しくなる。

そこでインターロック弁９０のスプール９３は中央に位
置して油路４１と４２を連通しており、これにより油路
４１の油圧が更にサーボ４′に供給されこ＼ではじめて
直結クラッチ４が係合作用し、自動変速機においてエン
ジン動力が機械的に伝達するようになる。

続いて車速が更に上昇してそれと絞り弁開度の関係が第
３図の第２速と第３速の変速点を定める曲線Ｃの条件を
満たすようになると、２−３シフト弁７０のスプール７
２も右側に移動してサーボ１１′の油圧が油路３８のチ
ェック弁１０１を介してドレンポート７９から排出され
フロントブレーキ１１の解放により第２速が解除される
。

このときインターロック弁９０のポート９４の油圧が給
油の場合と同じ経過を介して排出されると共に、ポート
９７の油圧も給油の場合と異なるチェック弁１１５を介
して排出され、インターロック弁９０は一旦両ポー｝９
４．９７の油圧が零の状態でスプール９３を中央に位置
して前述と同じように直結クラッチ４を作用する。

また油路３７の油圧は２−３シフト弁７０により油路３
９を介してサーポぎに供給され、これによりリャクラッ
チ８が係合作用して第３速に変速されるようになる。

しかるにこのような第２速から第３速への変速時油路３
９の油圧がオリフイス１０５とアキュムレータ１０７に
より減圧制御され、サーポぎの油圧が第４図の曲線ｙの
ように立上りがゆるやかになって保合油圧に達する迄の
時間が遅くなり、リャクラッチ８を係合するタイミング
が遅らされる。

一方このとき油路３９のオリフイス１０５やアキュムレ
ータ１０７より２−３シフト弁側の減圧されない油圧が
油路１０８、方向切換弁１１０、油路１１２を介してイ
ンターロック弁９０のポート９４に供給され、その油圧
は第４図の曲線Ｘのように急上昇し、逆にサーボ側の減
圧された油圧が油路１０９、方向切換弁１１１、油路１
１３を介しオリフイス１１４により更に減圧制御してイ
ンターロック弁９０のポート９７に供給され、その油圧
は第４図の曲線Ｘのように曲線ｙより更にゆるやかに上
昇するようになる。

そのためインターロック弁９０のスプール９３は変速直
後にポート９４の油圧により右側に移動してサーボ４′
の油圧がドレンポート９８から排出され、これにより直
、結クラッチ４はリャクラッチ８が係合作用する前に解
放されて再びトルクコンバータ３による動力伝達状態に
戻す。

またサーボぎの油圧が係合油圧に達してリャクラッチ８
の係合作用が行われても、その時点では、インターロッ
ク弁９０のポート９７の油圧の方がポート９４のものよ
りオリフイス１１４の減圧分だけ小さく引続いて直結ク
ラッチ４を解放した状態に保持する。

そしてリャクラッチ８の係合作用時から少し時間経過し
てオリフイス１１４の前後に油圧差を生じなくなると、
インターロツク弁９０の両ポー｝９４．９７の油圧が等
しくなってそのスプール９３も元の中央位置に戻り、油
路４１の油圧が再びサーボ４′に供給されて直結クラッ
チ４が作用し、機械的な動力伝達状態になる。

このようなアップシフトに対してダウンシフトの場合の
第３速から第２速への変速時にも、インターロック弁９
００両ポー｝９４．９７が一旦排圧された状態において
、油路３８を介してサーボ１１′に供給される油圧がオ
リフイス１００とアキユムレータ１０２により減圧制御
され、これらの前後の減圧しない油圧と更に減圧した油
圧によりインターロック弁９０が同じように動作して、
変速時サーボ１１′の油圧が係合油圧に達してフロント
ブレーキ１１を係合作用するとき一時的に直結クラッチ
４が解放される。

また第２速において車速と気化器絞り弁開度の関係が第
３図のトルクコンバータ速度比一定曲線ｂの条件を満た
さなくなると、直結弁８０によりサーポ４の油圧がドレ
ンポート８７から排出されて直結クラッチ４は解放し、
更に車速の低下によりシフト弁６０．７０が前述と逆に
動作して第３速から第２速を経て第１速に順次変速され
る。

以上説明したように本発明によると、流体式トルクコン
バータ３を備える自動変速機においてそのトルクコンバ
ータ３に直結クラッチ４が並設され、トルクコンバータ
による低速時のトルク増大作用と変速時のダンピング効
果が必要な場合にのみトルクコンバータ３が用いられ、
この場合以外は直結クラッチ４が用いられてエンジン動
力が機械的に伝達されるため自動変速機としての有効な
機能と共にトルクコンバータ３の構造上の不利益による
燃費やエンジンブレーキの効きの悪化をも同時に満たす
ことができる。

またトルクコンバータ３と直結クラッチ４の作用状態を
制御する制御系がシフト弁６０．７０等を有する変速制
御系に組込まれるだめ、構造が簡潔になり、車両走行状
態を検知する手段を別個に設ける必要もなくなる。

なお直結クラッチ４の作用は直結弁８０の諸元を変える
ことにより、トルクコンバータ速度比一定の場合以外の
種々の走行状態においても容易に可能であり、本発明は
実施例以外の構造の流体式トルクコンバータを備える自
動変速機にも適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される自動変速機の一例を示すス
ケルトン図、第２図は本発明の制御装置の一例を示す回
路図、第３図は車速と気化器絞り弁開度との関係を示す
線図、第４図は時間と各部の油圧の関係を示す線図であ
る。２…出力軸、３…トルクコンバータ、４…直結クラッチ
、５…入力軸、６，８…クラッチ、１１，１２…ブレー
キ、２０…プラネタリギャユニット、４’，６’，８′
，１１’，１２’…サーボ、３８，３９，４１．４２…
油路、４３…ガバナ弁、４４…スロットル弁、６０．７
０…シフト弁、８０…直結弁、９０…インターロック弁
、９４．９７…ポート、９８…ドレンポート、１００，
１０５，１１４……オリフイス、１０１，１０６，１１
５…チェック弁。

Claims

【特許請求の範囲】

１エンジン出力軸が流体式のトルクコンバータを介し
て変速用摩擦係合装置と遊星歯車装置とから成る変速歯
車装置への入力軸に連結され、前記エンジン出力軸と前
記入力軸の間に前記トルクコンバータと並列に直結用摩
擦係合装置が設けられる自動変速機において、車速に対
応したガバナ圧を発生するガバナ弁、気化器絞り弁開度
に対応したスロットル圧を発生するスロットル弁、ガバ
ナ圧とスロットル圧の関係により油圧を前記変速用摩擦
係合装置のサーボに供給して各変速段を達成するシフト
弁、ガバナ圧とスロットル圧が所定の関係に々ると油圧
を前記直結用摩擦係合装置のサーボへの油路としての第
１の油路へ導く直結弁、前記シフト弁と前記変速用摩擦
係合装置のサーボとを接続する第２の油路に設けられて
いる互いに並列なオリフイスとチェック弁とを含みこの
チェック弁は前記シフト弁から前記変速用摩擦係合装置
のサーボへの油圧媒体の流れを阻止する減圧手段、この
減圧手段の前記シフト弁側へ接続されている第１の制御
ポートと前記減圧手段のサーボ側へ接続されている第２
の制御ポートとを有し第１および第２の制御ポートの油
圧が互いに均衡している場合には前記第１の油路を開き
第１の制御ポートの油圧が第２の制御ポートの油圧より
大きい場合には前記第１の油路を閉じて前記直結用摩擦
係合装置のザーボをドレンポートへ接続するインターロ
ック弁、前記減圧手段のサーボ側と前記第２の制御ポー
トとの間に設けられているオリフイス、およびこのオリ
フイスに対して並列に設けられ前記減圧手段のサーボ側
から前記第２の制御ポートへの油圧媒体の流れを阻止す
るチェックバルブを備えていることを特徴とする自動変
速機の制御装置。